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Revista Cubana de Medicina del Deporte v5n1 Enero-Abril 2010
ARTÍCULOS ORIGINALES
Pruebas de esfuerzo: algunas consideraciones
teóricas. Experiencias en su aplicación"
Effort tests: some theoretical considerations.
Experiences in its application
Segunda parte
Dra. Pilar Castellanos Delgado1
Dr. Adán Sánchez Martínez2
1
Especialista de segundo grado en medicina del deporte e
investigadora auxiliar
2
Especialista de segundo grado en medicina del deporte,
profesor auxiliar e investigador agregado
RESUMEN
Se describe el procedimiento para hacer la prueba de
esfuerzo en sujetos sanos, deportistas; sus fundamentos y
las condiciones para su realización, indicaciones y
requisitos, ya sea en estera rodante o en cicloergometro.
Se describe el papel del aparato respiratorio y sus
limitaciones.
Palabras claves: cicloergometro, aparato respiratorio,
prueba de esfuerzo, estera rodante
ABSTRACT
This study has described the procedure to realize the effort
test in healthy subjects, sportsman, Its basics and
conditions for its realization, indications and requirements,
either in trend miller or in ergocycle. Besides, the
respiratory system role and its limitations have been
described.
Keyword: Ergo-cycle, respiratory system, effort test, trend
miller
FUNDAMENTOS DE LA PRUEBA DE ESFUERZO
Ya sea con los escalones, con ergómetro de banda sin fin,
bicicleta
o
bien
con
procedimiento incruento
adecuado
de
la
ejercicios
isométricos
es
un
que permite evaluar el grado
circulación
coronaria
para
los
requerimientos aumentados de O2 de la fibra miocardica
durante el ejercicio físico.
La frecuencia cardiaca es fácil de medir y guarda una
relación lineal con el máximo consumo de oxigeno (MVO2).
Una prueba que refleja groseramente el MVO2 es obtener el
¨doble producto¨ que es igual a la tensión arterial sistólica
por la frecuencia cardiaca. (DP=TAsist X FC ) y refleja el
trabajo del corazón. Los valores normales están entre 6600
y 11050 en reposo.
De todos los métodos para la determinación del MVO2 el
mas
difundido
es
la
prueba
de
esfuerzo
gradual
y
progresiva y que tiene las siguientes condiciones:
1- Es medible. El esfuerzo realizado se expresa en unidades
físicas precisas y objetivas.
2- Es reproducible. A través de una igual calibración y
duración del esfuerzo realizado, permite hacer estudios
comparativos en el desarrollo de un esfuerzo o bien en el
mismo individuo en distintos periodos.
3- Es graduable. El trabajo tiene un perfil ascendente
continuo, con cargas progresivas crecientes a partir de un
mínimo y de acuerdo con la aptitud de cada sujeto.
4- Cuenta con un buen margen de seguridad, permite el
estudio continuo de las respuestas del organismo durante el
esfuerzo y detecta cualquier alteración, lo que aumenta el
grado de seguridad e inocuidad de la prueba.
Mediante esta prueba puede medirse la capacidad funcional
( CF). Esta CF la podemos expresar midiendo la resistencia
que el sujeto debe vencer (Kgm/min., watts) o el costo o
gasto para lograrlo(VO2, KCal).
El VO2 normal es de 3.5 ml/minX kg. de peso corporal, es
el costo energético del metabolismo basal.
La unidad metabólica (MET) es utilizada para medir el
esfuerzo y expresar la capacidad funcional. Es la unidad
que más se ha difundido y equivale a un consumo de O2 de
reposo ( 245ml/min para un sujeto de 70 Kg. y de 350ml
/min. para un sujeto de 100 Kg.)
Existen tablas en las que se expresa en METS el consumo
de O2 y que permiten, conociendo la capacidad funcional
del sujeto, regular y elegir las que a él se avengan.
Para realizar las pruebas de esfuerzo gradual se utilizan la
estera o la bicicleta ergométrica. Estudios comparativos
entre ellas muestran un mayor VO2 cuando se corre en la
estera, sin embargo, si consideramos que la capacidad
corporal máxima (VO2 máx) no depende exclusivamente de
la actividad cardiaca, es razonable pensar, que las
diferencias entre los dos ergométros no representan un
diferente desempeño miocardico
INDICACIONES DE LA PRUEBA DE ESFUERZO
1- Diagnóstico
2- Evaluación de la capacidad de esfuerzo. Control del
entrenamiento físico en atletas
REQUISITOS PARA LAS DISTINTAS PRUEBAS.
(en estera o cicloergómetro)
- no haber entrenado el día anterior
- rasurar y desengrasar donde se sitúan los electrodos,
una vez fijados, poner una banda elástica para
obtener mas nitidez del trazado electrocardiografico
- conocer los fines que se persiguen, explicarlos al
sujeto enseñarle como debe realizar la prueba, por
ejemplo, como caminar en la estera, no recargar el peso
del cuerpo en la barra o en el manubrio, para evitar el
ejercicio isométrico que esto conlleva.
- advertirle que avise si percibe cualquier sensación
anormal, mareos, angor pectoris o agotamiento físico.
- permitir un ensayo de 2 min.
- usar zapatos con suela de goma.
FORMAS DE EXPRESION DE LA POTENCIA O DEL TRABAJO
DESARROLLADO POR LAS CARGAS.
1- Kg x min (unidad de potencia) Expresa el trabajo
externo, mide básicamente la elevación de un peso en
sentido vertical en un tiempo dado (1 Kg a 1 m de altura en
un min). Al caminar o subir escaleras, el ascenso no es
vertical pues se utilizan planos inclinados. En la bicicleta
ergométrica el trabajo se realiza al pedalear contra una
resistencia.
2- Watt (unidad de potencia)
1 watt=6.12 Kg x min
1 watt= 1 joule x s
1 watt= 0.102 Kgm x s
1 watt= 0.24 cal x s
1 watt= 14.40 cal x min
3- Caloría (equivalente metabólico). Es una unidad de
producción de calor. Para fines clínicos 1 cal. equivale a 200
ml de VO2 1 L. de VO2 = 5 cal.
4- MET (unidad fisiológica). Es el requerimiento energético
para la homeostasis basal en reposo sentado, equivale a
3.5 ml. de O2 (4.0 para otros autores) por Kg.de peso
corporal en 1 min. de acuerdo con esta definición, un
individuo de 70 Kg. consumirá 70 x 3.5 ó 4.0=245
ó 280 ml. de O2 por min., lo cual equivale a 1.2 ó 1.4 cal. x
min.
5- Unidad de VO2. Es la cantidad de O2 necesaria para
realizar una carga dada de trabajo. Puede expresarse en:
a) L. ó ml. de O2 x min.
b) L. ó ml. de O2 x min. x Kg. de peso
c) L. ó ml. de O2 x min. x sístole ( pulso de O2 )
d) tiene su aplicación práctica real en aquellos trabajos
donde el peso corporal está incluido en la actividad
(caminar). Es un factor muy importante cuando usamos
estera o bicicleta.
e) expresa eficiencia cardiovascular.
PRUEBAS EN EL CICLOERGOMETRO
Estas pruebas han sido utilizadas para valorar la respuesta
cardiaca al esfuerzo y la determinación del MVO2 tanto en
pacientes cardiópatas, como en deportistas entrenados.
Se usan en él, métodos directos o indirectos que pueden
aplicarse en forma continua o intermitente, aparentemente
con iguales resultados.
Los fundamentos fisiológicos de las pruebas con este tipo
de ergómetro se basan en los experimentos de Von Dobeln,
Astrand, Margaria y Saltin (final de los años 50, principios
de los 60). Los criterios de estos investigadores siguen
vigentes hasta la fecha.
La mayoría de los protocolos para bicicleta ergométrica
contemplan cargas de trabajo en condiciones submaximales.
La duración de las pruebas de esfuerzo en el
cicloergómetro, es variable, Existen desde las pruebas de
una sola etapa (2-6 min.) carga única, hasta las de multi
etapas (1-2-3 min.) por escalones con cargas progresivas.
Para determinar el trabajo desarrollado sobre el ciclo
ergómetro se utiliza la siguiente ecuación:
W= R(n )d f
Donde:
R = resistencia aplicada a la rueda, usualmente en Kg.
n = constante de la circunferencia de la rueda= 3.1416
d = diámetro de la rueda
f = frecuencia de pedaleo por min.
Por supuesto el trabajo varía con el número de revoluciones
por minuto, y es la única variable sujeta a la resistencia del
sujeto, y
que puede ser modificada inconcientemente
durante la ejecución de la prueba, por lo que la frecuencia
de pedaleo debe mantenerse entre 50 y 60 rpm en los
cicloergómetros de freno mecánico. En los electromecánicos la carga no es dependiente del número de
pedaleos por minuto.
PRUEBAS EN ESTERA (Banda sin fin)
Estas pruebas han sido diseñadas para evaluar la capacidad
de rendimiento físico por medio de la medición directa del
análisis de las muestras de los gases espirados.
Son
fundamentalmente
métodos
directos para
la
determinación del MVO2, aunque en la actualidad por medio
de la inferencia estadística algunos protocolos se han
modificado y son utilizados para el cálculo directo.
Las bases fisiológicas de estas pruebas se hallan en los
descubrimientos de Bruce y Margaria, quienes al principio
de la década de los 60, relacionaron en forma directa el
rendimiento, la carga, la frecuencia cardiaca, y el MVO2.
Estos principios siguen vigentes.
Todas las pruebas de esfuerzo realizadas con este tipo de
ergómetro, aunque deficientes, tienen criterios comunes.
Son de etapas múltiples, con duración de 3 o más minutos
cada una (tiempo suficiente para la adaptación y
estabilización de la frecuencia cardiaca); la carga es
variable, relacionada con la velocidad, la inclinación de la
banda y el peso del sujeto; la recolección de la muestra de
gases espirados se puede efectuar constantemente o al
final de cada etapa, dependiendo del analizador de gases
que se utilice.
En las investigaciones realizadas con diferentes deportes se
observa un mayor MVO2 en la estera que en la bicicleta
(4) . Los resultados muestran que despues de una carga
en cicloergómetro y despues de una carrera , el MVO2, en
ambos casos es similar. Se concluye que la pueba induce
alteraciones de la función pulmonar no significativas que
pueden ser asociadas a las alteraciones musculares y a la
hipoxemia inducida por el ejercicio en deportistas no elites
(13).
Todas han sido diseñados para valorar pacientes
cardiópatas y han sido modificadas y adaptadas para la
evaluación de deportistas.
La velocidad se ha establecido en millas ó Km / hora y la
pendiente en porcentaje de inclinaci6n.
La ecuaci6n para calcular el trabajo sobre la banda es la
siguiente:
W= (v p ) sen de O
Donde:
W= trabajo realizado
v = velocidad de la banda
p = peso del sujeto
sen de O = % de inclinación.
El trabajo realizado en la banda es de características
maximales, por lo que debe realizarse control electro
cardiógrafo durante el esfuerzo.
INFLUENCIA DEL TIPO DE ERGOMETRO A UTILIZAR EN LOS
TESTS (por ej. tomas de lactato).
Jacobs afirmo en 1986 que el tipo de ergómetro utilizado
influye sobre la intensidad a la cual aparece una
concentración determinada de lactato. En lo que se refiere
a la banda sin fin y al cicloergometro, la concentración de 4
Mml/L aparecerá en la mayoría de los sujetos a cifras de
VO2 mayores durante el ejercicio en la estera (Hermansen,
Saltin 1969 Kinderman 1980).
Esta diferencia suele atribuirse a la mayor masa muscular
reclutada durante el ejercicio en la banda. Sin embargo, la
diferencia descrita en cuanto a la concentración de lactato
no es una función directa del menor MVO2 alcanzado
durante el ejercicio en la bicicleta (10 por 100 ) (Jacobs y
Sjodin 1985). Ellos demostraron un 16 por 100 más de VO2
a los 4Mml/L durante el ejercicio en la estera, pero solo un
9 por 100 mas de MVO2 sobre la banda y solo al 79 por 100
de MVO2 sobre el cicloergometro ( dif significativa).
Tesh y Lindeber (1984) compararon también la
concentración de lactato en ergómetro de brazos,
demostrando que otros factores además de la masa
muscular por si, son responsables de la respuesta del
lactato en sangre.
Con la continuación de las investigaciones, en torno a estas
diferencias se irá esclareciendo progresivamente, lo que en
realidad es más importante, la base fisiológica y esto
permitirá aplicaciones mucho mas exactas y mejores
resultados.
Este perfil fisiológico varía en deportistas que comenzaron
con otros deportes de los que ahora practican, tal es el
caso de jóvenes que su primer deporte fue el triatlón y en
los que esa base aeróbica por excelencia influye en los
resultados de los test que posteriormente realicen (14).
CONSUMO DE OXIGENO (VO2)
Cuando un hombre comienza a caminar o correr en un
tread mill, inmediatamente comienza un gasto de energía
a un valor que es proporcional a la intensidad del
movimiento.
Sin
embargo
su
VO2
no
aumenta
inmediatamente al nivel requerido para aportar, mediante
la oxidación, toda la energía gastada aun en un trabajo
ligero, ni esta regresa al instante al nivel de reposo cuando
el trabajo cesa.
El VO2 aumenta rápidamente del nivel de reposo en los dos
primeros min. y luego se observa una estabilización.
Cuando el trabajo continua a una intensidad constante el
VO2 permanece constante.
El máximo VO2 de un hombre se refiere a su máxima
intensidad de energía aeróbica liberada para un
determinado trabajo (liberación de energía oxidativa)
El MVO2 aumenta con el entrenamiento. Si hay set. Con la
edad disminuye de 50 ml/kg., a partir de los 18 años de
edad, a 26 ml/kg. a los 75 años.
PAPEL DEL APARATO RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL
VO2máx
Durante el ejercicio físico aumenta la demanda de oxígeno
en varios tejidos, especialmente en la musculatura activa ;
para satisfacer esta mayor demanda de oxígeno aumenta
coordinadamente la actividad del aparato circulatorio y
respiratorio. De poco serviría disponer de una alta
concentración de hemoglobina si ésta no se satura
adecuadamente con oxígeno a su paso por los alvéolos
pulmonares.
Tampoco reportaría ninguna ventaja tener un gasto
cardíaco máximo muy elevado si la sangre a su paso por
los pulmones no se oxigena
completamente. El VO2
máximo nunca puede ser superior a la capacidad máxima
de transporte de O2. Recuérdese, que más del 99% del O2
presente en la sangre se halla unido a la hemoglobina,
mientras que menos del 1% se halla disuelto en el plasma.
La capacidad máxima de transporte de oxígeno (CMTO2) se
obtiene multiplicando el contenido de oxígeno de la sangre
arterial (CaO2) por el gasto cardíaco máximo (Qmax). A su
vez el contenido de oxígeno de la sangre arterial resulta de
multiplicar la saturación de la hemoglobina (SatHb),
expresada en tanto por uno, por la concentración de
hemoglobina en la sangre (Hb) por 1.34 ml. , pues cada
gramo de Hb es capaz de transportar 1.34 ml. de O2.
Al valor obtenido hay que sumarle una pequeña cantidad de
oxígeno disuelto en la sangre, que es directamente
proporcional a la presión parcial de O2. En condiciones
normales la presión parcial de O2 en la sangre arterial es
unos 100 mmHg por lo que en cada ml. de sangre se
hallarán 0.003 ml. de O2 en forma disuelta.
CMTO2 =
(CaO2)
x Q max
ya que CaO2 = (SatHb x Hb x 1.34 )
+
O2 disuelto
tenemos que :
CMTO2 = ( SatHb x Hb x 1.34 + O2 disuelto) x Qmax
En un adulto del sexo masculino a nivel del mar,
obtendremos los siguientes valores para los parámetros
anteriores.
Hb = 15 g./ 100 ml.
SatHb = 0.98
pO2 = 100 mm. Hg.
¿Cuál sería la capacidad máxima de transporte de O2 de
este sujeto, si su Qmax fuera de 25 litros por min?
CMTO2 = ( 0.98 x 0.15 g.ml x 1.34 ml.g ) + 0.003
ml.ml x 25000 ml.min.
CMTO2 = 5000 ml. de O2
De los términos incluidos en la ecuación que define la
capacidad máxima de transporte de oxígeno, el aparato
respiratorio es responsable de lograr que el nivel de
saturación de la hemoglobina sea el más alto posible.
Cuando los sujetos no entrenados realizan ejercicios hasta
el agotamiento a nivel del mar, los niveles de saturación de
la Hb en sangre arterial son similares (o descienden muy
ligeramente) en relación a los que presentan en reposo.
Esta observación se ha tomado como indicativo de que ,
incluso durante el ejercicio de alta intensidad, la Hb alcanza
valores casi máximos de saturación a su paso por los
alvéolos pulmonares. Si el VO2 max estuviera limitado por
el aparato respiratorio cabría observar una disminución de
la saturación de la Hb ( o desaturación) en esfuerzos que
requieren un gasto cardíaco máximo
Factores que limitan el MVO son:
1. Transporte O2 por la circulación
2. Utilización de O2 por los tejidos
3. Capacidad de difusión por los pulmones.
El 1o. depende del gasto cardíaco y el 2do. puede ser que
la utilización este disminuida por la parte muscular y no por
la capacidad de circulación. Ni la capacidad de ventilar de
los pulmones ni la capacidad de difusión del O2 es un factor
limitante en el MVO2 de un hombre saludable y normal.
Existen diferentes métodos para la determinación directa
del MVO2, nosotros utilizamos el método de cargas
biológicas que consiste en la aplicación de cargas
escalonadas de tres o mas minutos, cuya dosificación esta
en relación con algunos indicadores biológicos como el
peso, la frecuencia cardiaca en reposo, la edad, el sexo, el
tipo de deporte y la edad deportiva.
En la mayoría de los casos, entre el min. 10 y el min. 13
obtenemos el MVO2 así como variables que de él se derivan
como son: el pulso de O2 (MVO2 FC),
el equivalente
ventilatorio de ese min. (VE MVO2) y el volumen min.
máximo (MVE).
Una vez alcanzado el MVO2 , se registran minuto a minuto
los mismos parámetros durante la recuperación, la cual se
prolonga hasta que el VO2 alcance el valor de reposo,
pudiendo determinar de esta forma la deuda de oxígeno y
sus dos fracciones (láctacida y aláctacida).
El MVO2 es el indicador aeróbico por excelencia y por tanto,
todos aquellos factores que tiendan a incrementar la
captación de oxígeno por las células, favorece el
incremento de la capacidad aeróbica, entre estos factores
tenemos:
1. Aumento del gasto cardíaco
2. Aumento de la concentración de Hb.
3. Aumento de la diferencia arteriovenosa para el oxígeno.
Es altamente comprensible que para los deportes de
resistencia (Remos, Kayak, Ciclismo ruta, Maratón, etc.) el
MVO2 es el indicador más importante para la evaluación
periódica de los deportistas de estas disciplinas, sin
embargo, hay que señalar que en el deporte actual de alto
rendimiento, no existe ningún
evento aeróbico o
anaeróbico puro, solamente hay predominio de una u otra
fuente de energía.
Así mismo se debe destacar el valor relativo del MVO2 con
el peso corporal (MVO2 / Kg.) y que para nuestro criterio es
un indicador más determinante que el MVO2 absoluto.
Otra variable importante para la evaluación de la capacidad
aeróbica es el pulso de oxígeno (MVO2 / FC) ya que nos
muestra las posibilidades de consumo de oxígeno por
sístole ventricular expresando así la eficiencia cardíaca.
Actualmente se utilizan métodos submaximales para medir
la reserva funcional cardiorespiratoria ( OIES oxygen intake
efficiency slope) relacionando el VO2 y la ventilación por
minuto durante un ejercicio con incrementos de carga y
que al igual que otros métodos submaximales tratan de
acercar sus resultados a los que se obtienen por la vía
directa con un porciento aceptable de error, pero, por
supuesto, no con la intención de sustituirla; por lo menos
hasta el momento no existe, en la bibliografía revisada , un
método submaximal para la obtención del MVO2 que se
corresponda con el método directo en un 100 %.
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